Huippuamplitudin ymmärtäminen (Pk ja Pk-Pk)
Huippuarvo (Pk) on a:n enimmäistason mitta tärinä signaalin nolla- tai tasapainoasennosta aaltomuodon korkeimpaan pisteeseen. Puhtaassa siniaallossa se edustaa mittauksen aikana esiintynyttä suurinta hetkellistä värähtelytasoa. Se on yksi kolmesta tavasta ilmaista amplitudi — sekä Peak-to-Peak ja RMS — ja valinta näiden välillä on yksi perustavanlaatuisimmista päätöksistä värähtelyanalyysi.
Huipusta huippuun (Pk-Pk) amplitudi on aaltomuodon kokonaisheilahteluväli, joka mitataan negatiivisimmasta aallonpohjasta positiivisimpaan aallonhuippuun. Puhtaalla siniaallolla huippuarvojen välinen ero on täsmälleen kaksi kertaa huippuarvo. Molemmat suureet luetaan aika-aaltomuoto eikä spektristä.
Esimerkki — siniaallolle, joka värähtelee välillä +5 mm/s ja −5 mm/s:
- The Huippu (Pk) amplitudi on 5 mm/s.
- The Huipusta huippuun (Pk-Pk) amplitudi on 10 mm/s.
1. Huippuarvo, huippuarvojen välinen ero ja suhde RMS-arvoon
Ihanteellisessa siniaallossa nämä kolme suuretta ovat kiinteässä suhteessa toisiinsa: RMS-arvo on yhtä suuri kuin huippuarvo jaettuna √2:lla (noin 0,707 × huippuarvo), ja huippuarvo on yhtä suuri kuin 1,414 × RMS-arvo. On kuitenkin tärkeää huomata, että nämä selkeät suhteet pätevät vain puhtaaseen siniaaltoon. Heti kun signaali sisältää iskuja, kohinaa tai useita taajuuksia, todellinen huippuarvo ja RMS-arvosta johdettu huippuarvo eroavat toisistaan — juuri tämän vuoksi aito, näyte kerrallaan toimiva huippuarvonilmaisin käyttäytyy eri tavalla kuin sellainen, joka yksinkertaisesti skaalaa RMS-lukeman.
2. Milloin huippumittauksia käytetään?
Vaikka RMS on yleisin mittari tärinän kokonaisenergian ja tuhoamispotentiaalin arvioimiseksi, huippu- ja huippu-huippu-arvot ovat erityisen hyödyllisiä kahdessa erityistilanteessa.
a) Välysten ja mekaanisen tilan arviointi
Huipusta huippuun siirtymä on tärkeä mittaus, erityisesti koneissa, joissa liukulaakerit monitored by läheisyysanturit. Pk-Pk-arvo kertoo analyytikolle akselin liikkumamatkan laakerivälyksen rajoissa. Jos tämä luku alkaa lähestyä laakerin fyysistä välystä, se on selvä varoitus vakavasta ongelmasta, joka voi johtaa roottorin ja kiinteiden osien väliseen tuhoisaan kosketukseen. Koska se ilmaistaan mekaanisten välysten yksiköissä – mikrometreinä tai milinä mitattuna – huippuarvojen välinen siirtymä on luonnollinen mittayksikkö välyskysymyksissä.
b) Iskujen ja ohimenevien ilmiöiden havaitseminen
Huippuamplitudi reagoi erittäin herkästi lyhytaikaisiin, suurenergisiin tapahtumiin, kuten iskuihin. Haljennut hammaspyörän hammas tai vierintäelementti, joka vierii hilse laakerirenkaassa aiheuttaa jyrkän piikin aaltomuodossa. Huippu kiihtyvyys arvo nousee jyrkästi näiden tapahtumien aikana, vaikka kokonais-RMS-arvo pysyykin alhaisena, minkä vuoksi huippuarvojen mittaaminen on arvokas keino varhaisessa laakeri ja hammaspyörä vian havaitseminen. Huippuarvon ja tehollisen arvon suhde on sinänsä tunnustettu vianmääritysindikaattori — Huippukerroin — ja nouseva Crest-kerroin on usein ensimmäinen merkki siitä, että iskuvika on kehittymässä.
3. Huippumittausten rajoitukset
Suurin heikkous siinä, että yleisen tilan arvioinnissa luotetaan pelkästään huippuarvoon, on se, että se kuvaa vain yhtä hetkeä. Se ei kerro mitään signaalin muun osan energiasisällöstä, toisin kuin RMS-arvo. Aaltomuoto, jossa on yksi terävä, erillinen piikki, voi osoittaa korkean huippuarvon mutta matalan RMS-arvon, mikä viittaa siihen, että se ei ole erityisen tuhoisa. Päinvastoin, monista kohtalaisista huippuista koostuva monimutkainen aaltomuoto voi sisältää korkean, aidosti vahingollisen RMS-arvon, vaikka yksittäinen huippuarvo ei näytä hälyttävältä erillisenä. Toinen käytännön ongelma on toistettavuus: koska todellinen huippuarvo on kertaluonteinen maksimiarvo, yksittäinen satunnainen transientti tai sähköisen kohinan purkaus voi nostaa sitä, joten huippuarvot mitataan usein peak-hold mitataan useiden sekuntien ajan ja tulkitaan yhdessä RMS-arvon kanssa sen sijaan, että niitä tarkasteltaisiin erikseen.
4. Yhteenveto: Pk vs. Pk-Pk vs. RMS
Nämä kolme menetelmää täydentävät toisiaan eivätkä kilpaile keskenään – taito piilee siinä, että valitaan kuhunkin kysymykseen sopiva menetelmä:
- Käytä RMS-arvoa yleisen tason trendiseuranta tärinän voimakkuus ja koneen yleisen kunnon arvioimiseen; se liittyy parhaiten tärinän tuhoavaan energiaan ja toimii perustana esimerkiksi seuraaville standardeille: ISO 20816.
- Käytä huippuarvojen välistä eroa (siirtymä) kun kyse on fyysisestä välyksestä ja komponentin liikkeestä – etenkin laakeripinnalla pyörivistä akseleista.
- Käytä huippukiihtyvyyttä (kiihtyvyys) tunnistamaan ja mittaamaan äkilliset iskut, jotka ovat usein ensimmäinen merkki laakeri- ja vaihdevioista.
Käytännössä analyytikko pitää kaikki kolme tekijää samanaikaisesti silmällä. Kannettava kaksikanavainen laite, kuten Balanset-1A näyttää sekä kokonaisvoimakkuuden että taustalla olevan aaltomuodon samanaikaisesti, joten insinööri voi tulkita samasta mittauksesta RMS-arvon signaalin voimakkuuden arvioimiseksi, huipusta huippuun -arvon (Peak-to-Peak) liikkumavaran määrittämiseksi ja huippuarvon (Peak) iskusisällön arvioimiseksi ilman, että minkään tiedon tarkkuudesta joudutaan tinkimään.
